Шикимовая кислота
Шики́мовая кислота, по анионной форме известная также как шикима́т — это органическая одноосновная моноциклическая мононенасыщенная тригидроксимонокарбоновая кислота. Является интермедиатом в метаболическом пути, получившем название шикиматный путь, благодаря чему является предшественником синтеза таких важнейших соединений, как фенилаланин, тирозин, триптофан, пара-аминобензоат, убихинон.
| Шикимовая кислота | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
(3R,4S,5R)-3,4,5-Тригидроксициклогекс-1-ен-1-карбоновая кислота | ||
| Хим. формула | C7H10O5 | ||
| Физические свойства | |||
| Состояние | твёрдое | ||
| Молярная масса | 174,15 г/моль | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | 185—187 °C | ||
| Химические свойства | |||
| Константа диссоциации кислоты | 4,15 (14,1 °C) | ||
| Растворимость | |||
| • в H2O | 18 г/100 мл | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 138-59-0 | ||
| PubChem | 8742 | ||
| Рег. номер EINECS | 205-334-2 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| ChEBI | 16119 | ||
| ChemSpider | 8412 | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Впервые выделена в 1885 году Иоганном Фредериком Эйкманом из семян бадьяна анисового (Illicium anisatum)[1] — растения, которое в Японии называют «сикими» (по Хепберну «shikimi», яп. シキミ). Представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы с tпл. = 184 °С, хорошо растворимые в воде (180 г/л при 20 °C). До открытия в 1950-х годах шикиматного пути шикимовая кислота считалась редким соединением, встречающимся лишь у некоторых растений[2].
Хотя шикимовая кислота присутствует у большинства микроорганизмов, растений и грибов, она является лишь промежуточным метаболитом биосинтетических реакций. Поэтому она, не накапливаясь, расходуется на последующие реакции и обнаруживается обычно в очень низких концентрациях. В значительных количествах шикимовая кислота обнаружена только в анисовом бадьяне и родственных растениях.
Стереоизомеры
правитьМолекула шикимовой кислоты не имеет плоскостей симметрии и содержит 3 стереогенных центра, что обеспечивает возможность существования 23 = 8 стереоизомеров (4 пары энантиомеров). Природная (−)-шикимовая кислота имеет (3R,4S,5R)-конфигурацию, семь других стереоизомеров ((3S,4R,5S)-, (3R,4R,5S)-, (3S,4S,5R)-, (3R,4S,5S)-, (3S,4R,5R)-, (3S,4S,5S)- и (3R,4R,5R)-шикимовые кислоты) не имеют биологического и практического значения. Рацемат из (3R,4S,5R)- и (3S,4R,5S)-шикимовых кислот имеет температуру плавления 191—192 °C.
Применение
правитьШикимовая кислота используется в качестве хиральной «затравки» в синтезе фармацевтических препаратов.
Из природной шикимовой кислоты в ходе многоступенчатого синтеза получают осельтамивир — активное вещество медикамента против гриппа Tamiflu. Длинный путь синтеза через опасные промежуточные соединения, небольшой общий выход (примерно 35 %) и дорогостоящая добыча шикимовой кислоты из растительного сырья — бадьяна настоящего (китайского бадьяна) (Illicium verum) — затрудняют производство осельтамивира в больших количествах. Нехватка осельтамивира во время эпидемии птичьего гриппа H5N1 в 2005 году вызвана недостаточным количеством сырья для производства этого препарата[3].
В связи с недостаточным количеством производимой для нужд фармацевтической промышленности шикимовой кислоты, идёт поиск экономически более целесообразных её источников. Сырьём для получения шикимовой кислоты может служить ликвидамбар. Исследование 2010 года, проведённое Университетом штата Мэн, показало, что шикимовая кислота может также быть выделена из хвои нескольких видов сосны[4]. Проводятся также работы, целью которых является создание штаммов микроорганизмов, пригодных для микробиологического производства шикимовой кислоты[5].
В настоящее время разработаны методы получения полностью синтетического осельтамивира[6].
Примечания
править- ↑ Jiang, S. und Singh, G. (1998): Chemical synthesis of shikimic acid and its analogues. «Tetrahedron», 54, s. 4697. Архивированная копия. Дата обращения: 27 сентября 2007. Архивировано 27 сентября 2007 года.
- ↑ Мецлер Д. — «Биохимия. Химические реакции в живой клетке» (том 3). Перевод на русский язык под ред. академика А. Е. Браунштейна; Москва, «Мир», 1980 г.
- ↑ Hoffmann-La Roche: Factsheet Tamiflu, Stand 17. November 2006. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано из оригинала 8 февраля 2012 года.
- ↑ Maine pine needles yield valuable Tamiflu material Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine, Boston.com, 7 November 2010.
- ↑ Johansson Louise, Lindskog Anna, Silfversparre Gustav, Cimander Christian, Nielsen Kristian Fog, Liden Gunnar — «Shikimic acid production by a modified strain of E. coli (W3110.shik1) under phosphate-limited and carbon-limited conditions». December 2005. PubMed Архивная копия от 17 июня 2015 на Wayback Machine.
- ↑ Japanese researcher finds synthetic route to Tamiflu Архивная копия от 28 апреля 2012 на Wayback Machine. Nature, March 2006.